移动式奔腾III微处理器的高效I/O发电

Wei Chen

对更高性能笔记本电脑的需求推动了更快、更耗电的微处理器的发展。这些微处理器还需要更快的输入/输出（I/O）总线和更快的时钟。从电源管理的角度来看，这意味着内核、I/O 和时钟电源应该能够处理更多电源。这就要求内核和I/O DC/DC转换器更高效地运行，并尽可能小。凌力尔特建议使用 LTC1778 为下一代奔腾 III 微处理器提供 I/O 电源。I/O输入电压要求为1.25V;瞬态 （AC） 容差为 ±9%，静态 （DC） 容差为 ±5%。负载电流要求如下：

处理器 VTT： 2.7A
830M 芯片组 VTT： 0.7A

830M芯片组核心具有以下两种可能性：

1. 采用 830M 引擎的内部显卡：3.6A
2.外部 AGP 显卡：1.6A 总最大 I/O 电流：7.0A
 

LTC®1778 是一款同步降压型开关稳压控制器，其为两个外部 N 沟道 MOSFET 开关提供同步驱动。真正的电流模式控制架构具有可调电流限值，可轻松补偿，采用陶瓷输出电容器时保持稳定，并且不需要功耗检测电阻。可选的不连续工作模式可提高轻负载时的效率。LTC1778 可在 4V 至 36V 的宽输入电压范围内工作，并提供 0.8 至 0.9 • V 的输出电压在.可以选择高达近 2MHz 的开关频率，从而允许在效率与元件尺寸之间进行权衡。故障保护功能包括电源就绪输出、电流限制折返、可选的短路关断定时器和过压软锁存器。LTC1778 采用 16 引脚窄体 SSOP 封装。

图 1 显示了针对移动奔腾 III I/O 电源的典型 LTC1778 应用原理图。该电路针对小尺寸和高效率进行了优化，输入电源范围为5V至24V。为了减少电路板空间，它使用单通道、双通道 N 沟道 FDS6982S MOSFET 和仅一个 180μF （Panasonic SP） 输出电容器。超快内部栅极驱动器的典型上升时间为20ns，有助于最大限度地降低开关损耗，而强大的栅极驱动器有助于最大限度地降低传导损耗。

图1.LTC1778 移动式奔腾 III I/O 电源

图2显示了0A至5.5A负载阶跃下的瞬态响应。可以看出，LTC1778 只需一个输出电容器即可轻松满足 I/O 瞬态和静态规格。LTC1778 允许使用许多不同类型的输出电容器，例如铝电解电容器、钽电容器、POSCAP、NEOCAP、SP 电容器和陶瓷电容器，因为其 OPTI-LOOP 补偿允许反馈环路在外部进行补偿。

图2.I 的输出电压瞬态响应L= 0A 至 5.5A，采用一个 SP 输出电容器

图3显示了两个150μF POSCAP输出电容时相同的输出电压瞬变。请注意，POSCAP的等效串联电阻（ESR）为40mΩ，约为SP电容器的两倍。因此，需要两个POSCAP才能实现与一个SP电容器相同的输出电压瞬态响应。

图3.I 的输出电压瞬态响应L= 0A 至 5.5A，带两个 POSCAP 输出电容器

图4显示了VIN = 5V和VIN = 15V、VOUT = 1.25V、ILOAD = 10mA至7A的典型效率曲线。可以看出，对于高达5A的负载电流，效率优于85%。在 ILOAD = 7A 时，当 VIN = 12V 时，测得的 MOSFET 外壳温度仅为 70°C。该电路可在0.5“×1”电路板空间上实现。

图4.图1的效率曲线

审核编辑：郭婷